JPH01262901A - 酸またはアルカリ水溶液の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は酸またはアルカリ水溶液の処理方法に関し、非
揮発性若しくは低揮発性の酸またはアルカリ水溶液の濃
縮、あるいは当よ亥水溶／夜からの純水の分離に用いる
ものである。

〈従来の技術〉 非揮発性若しくは低揮発性物質を？８質とする水溶液の
濃縮、または該水溶液からの純水の分離に蒸留法を用い
ることが知られている。

〈解決しようとする課題〉 しかしながら、蒸留法では随伴する水滴を極力おさえる
必要があり、濃縮または分離速度を早くすることができ
ないので効率的な処理が困難である。

〈課題を解決するための手段〉 そこで、本願発明の筆頭発明者は、蒸発器による水溶液
の蒸発速度を高速化し、この蒸発に不可避的に随伴する
液滴を蒸気中から分離し、この分離した液滴を７に溶液
に戻して、水溶液を濃縮すると共に純水（茎気の冷却・
凝縮）を得る方法を既に提案した。

ところで本発明者等は、上記液滴の分離に、多孔質ポリ
テトラフルオロエチレン膜で代表される疎水性膜を用い
て、種々の溶質を含む水溶液の処理について、鋭意かつ
広範囲に研究した結果、非揮発性若しくは低揮発性の酸
またはアルカリを溶質として含有する水溶液に対しては
、そのほぼ全ＰＨ”ｐｌ域の水溶液について効率よく、
高速度で濃縮し得ると共に純水を分離し得ることを見出
した。

原液から純水を分離、あるいは溶質を濃縮する場合、従
来方法によれば、原液４度により分離速度、濃縮速度が
大きく変動するが、上記の酸またはアルカリ水溶液を、
液滴を随伴する蒸気状態で疎水性膜により処理すれば、
はぼ全Ｐ　Ｈ領域にわたって、はぼ一定速度で分離また
は濃縮できることを見出したのである。

本発明は、かかる事実に基づき、酸またはアルカリ水溶
液を、そのほぼ全Ｐ　Ｈｉｌ域にわたって、一定の高速
度で効率よく濃縮または純水分離できる酸またはアルカ
リ水溶液の処理方法を提供することにあり、溶質として
非揮発性または低揮発性の酸またはアルカリを含有する
水溶液を加熱して液滴の随伴条件下で水蒸気を発生させ
、該水蒸気を、水蒸気は透過させるが、水は透過させな
い疎水性膜の一面側に接触させて、その蒸気分を疎水性
膜の他面側に透過させ、次いで、冷却して凝縮させると
共に上記膜で阻止された液滴を上記水溶液中に戻すこと
を特徴とする方法である。

本発明により処理する非揮発性又は低揮発；生の酸又は
アルカリの水溶液は、硫酸等の無機酸、酢酸、クエン酸
等の有機酸、アルカリとしては水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等の水溶液である。

疎水性膜には、ポリエチレン、ポリプロピレン。

ポリ４−メチルペンテン−１等のポリオレフィン系、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン等のポリスルホン系
、ポリテトラフルオロエチレン、ボＩＪ弗化ビニリデン
、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の弗素
樹脂系のものを使用できる。また、親水性膜に弗素系あ
るいはシリコーン系の？８水性樹脂を被覆して疎水性機
能を表面に付与したものも使用できる。

第１図は本発明において使用する分離システムを示して
いる。

本発明により酸又はアルカリ水溶液を処理するには、原
水タンクｄ内の液を供給ポンプｂにより蒸発器Ｃへ供給
し、高速度で蒸発させる。この場合、発生蒸気には不揮
発成分を含んだ液滴が随伴する。この蒸気は膜デミスタ
−ｄの一次室に圧入される。また、加熱手段りによりデ
ミスタ−ｄを加熱して、デミスタ−ｄ内を蒸気温度以上
に保温しである。而るに、蒸気はその気相状態のために
膜２の孔を透過するが、不揮発成分を含んだ液滴は、そ
の膜２の孔を通過しようとしても、膜２の１８水性のた
めにその通過は阻止される。従って、液滴は膜を通過し
得すに、−火室側の膜表面で練土され１、ドレイン管１
．により水溶液側（蒸発器Ｃまたは原水タンクａ）に戻
される。ｆは純水タンクである。而して、膜デミスタ−
ｄの膜を通通せる蒸気中には、不揮発成分を含んだ液滴
分は含まれておらず、これを凝縮器ｅで凝縮することに
より、高純度の透過液を得ることができる。また、−次
側の酸またはアルカリ水溶液も、濃縮することができる
。

上記膜デミスタ−の型式は特に限定されないが、例えば
、プレート型、中空糸膜型、スパイラル型あるいはカー
トリッジ型のものを使用できる。

第２図Ａ〜第２図りはプレート型膜デミスタ−の一実施
例を示している。膜デミスター本体は第２図Ａに示すよ
うに、波形を有する支持板１と、その両面に配設された
膜２とからなるユニット３を間隔をおいて、同じ位相を
有するように多数積層してなる所謂積層型膜デミスタ−
であって、各ユニット３間に膜２に挟まれて形成される
蛇行した空隙を供給蒸気通路４とし、それぞれの膜と支
持板間の空隙を透過蒸気通路５とする構成である。

かかる積層型膜デミスタ−本体の具体的構造を第２図Ｂ
から第２図りに示しである。

第２図Ｂは、膜支持板１の一例の平面図を示し、第２図
Ｃは、第２図Ｂにおいてｍｃ−ｃに沿う断面図を示して
いる０図示した膜支持板１は、その長平方向の中心線に
沿って、平坦な帯部１１が形成されており、この帯部は
、透過蒸気の集合路として用いられる。また、帯部の中
央部には平坦な環状部１２を有する貫通孔１３が穿設さ
れており、この貫通孔１３は、透過蒸気流出孔を形成す
る。

更に、膜支持板ｌの両端部に前記中心線の両側にもそれ
ぞれ平坦な環状部１４を有するＷｉｉｌ孔１５が穿設さ
れており、この貫通孔１５は、供給蒸気流入孔を形成す
る。また、膜支持板１は、その周縁１６と上記貫通孔の
周囲の平坦な環状部を除いて、波付は加工等によって波
形１７が形成されている。上記貫通孔１３及び１５のそ
れぞれの周囲の平坦な環状部は、後述するように、ユニ
ット３間にリングスペーサを密着させるために形成され
ている。

第２図りは、このような波板状の膜支持板１の両面に膜
２を配設してなるユニット３の多数を間隔をおいて、同
じ位相にて積層してなる積層型膜デミスタ−の断面図を
示し、それぞれのユニット３は、その一端において、パ
フキング２１を介して固定されていると共に、封止され
ており、更に、上記バンキング２１に近接する内側の位
置にて、リングスペーサ２２に挟まれて、供給蒸気を前
記供給蒸気通路４に導入するための供給蒸気流入孔２３
を形成している。同様に、それぞれのユニット３は、そ
の他端においても、パフキング２４にて固定、封止され
ていると共に、リングスペーサ２５に挟まれて、供給蒸
気を前記供給蒸気通路４から排出するための供給蒸気流
出孔２６を形成している。

透過蒸気取出孔２７は、ユニット３の中心位置に形成さ
れている。即ち、ユニットを構成する支持板の中央部に
おいて、リングスペーサ２８によって形成されている。

〈実施例〉 次に本発明の実施例について説明する。

疎水性膜として、平均孔径０．２μｍ、気孔率８０％の
ポリテトラフルオロエチレン膜を用い、膜デミスタ−に
は膜面積２３０ｃｍ”の積層型膜デミスタ−を使用した
。

水溶液には、第１表に示すＰＨの硫酸水溶液並びに力性
ソーダ水溶液を用いた。それぞれの原水溶液について、
取得速度、６５０〜７００ｋｇ／ｍ！・ｈｒ（単位時間
当り、単位膜面積当りの凝縮水取得重りのほぼ一定速度
のもとて４！縮水を得たところ、第１表に示す通り、酸
またはアルカリの排除率１００％の実質上中性の純水を
得ることができた。

第３図は、上記実施例をも含めた処理結果を示し、水溶
液のＰＨに関係なく、効率よく純水を分離できることが
わかる。

〈発明の効果〉 上述した通り、本発明に係る酸またはアルカリ水溶液の
処理方法によれば、酸またはアルカリ水）容液からその
水溶液のほぼ全ＰＨ領域にわたって、純水を高速度（６
５０〜７００　ｋｇ／　ｍ”　・ｈｒ）で分離でき、ま
たは高速度で？Ｗ　ＩＭできる。従って、酸またはアル
カリ水溶液の高効率の分離または濃縮処理が可能である
と共にその速度がほぼ一定であるために他の工程例えば
純水洗浄工程との連結も容易である。

第　　１　　表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用する分離システムを示す説
明図、第２図Ａ、第２図Ｂ、第２図Ｃ並びに第２図りは
上記分離システムにおける膜デミスタ−を示す説明図、
第３図は本発明による処理方法の水溶液のＰＨと凝縮水
のＰＨとの関係を示す図表である。 図において、ｄは膜デミスタ−１ｈは加熱手段、２は疎
水性膜である。 ど−一６−一） ｒ　２／ＸｊＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶質として非揮発性または低揮発性の酸またはア
   ルカリを含有する水溶液を加熱して液滴の随伴下で水蒸
   気を発生させ、該水蒸気を、水蒸気は透過させるが、水
   は透過させない疎水性膜の一面側に接触させてその蒸気
   分を疎水性膜の他面側に透過させ、次いで冷却して凝縮
   させると共に上記膜で阻止された液滴を上記水溶液中に
   戻すことを特徴とする酸またはアルカリ水溶液の処理方
   法。